地工合成材料
地工織物是一種多用途的合成產品。通常適用於土木工程的聚合物。其中包括八個主要產品類别：地工布、地工格柵、地工格網、地工膜、地工合成黏土層、地工泡沫塊、地工格室和地工複合材料。地工織物的聚合物性質使其適合在需要高耐久性的地面上使用。也可以直接用於暴露的地面上。地工合成材料有多種形式和材料。此產品在土木工程具有廣泛的應用，目前用於土木、土力工程、交通、地質環境保護、水利和社會開發，包括道路、機場、鐵路、路堤、擋土結構、水庫、運河、水壩、侵蝕控制、沈積物控制、垃圾掩埋場、採礦業、水產養殖業和農業。
地工織布[编辑]
地工織布是地工合成材料兩大類之一。 它們是由聚合物纖維組成的紡織品，而不是棉、羊毛或絲綢等天然纖維。 此種材質不易受到生物降解的影響，不容易被大自然分解。這些合成纖維透過標準紡織機械製成柔性多孔織物，或以隨機非織造方式交織在一起。 有的也是針織的。
目前已知地工織物至少運用在100個特定應用領域。但地工織物始終至少具有一下四種功效其中之一：隔離、加固、過濾、排水。
地工格栅[编辑]
地工格栅是地工合成材料中快速崛起的材料。地工格栅與其他使用編織而成的地工合成材料不同，是一種間格較大的聚合性物質。
此產品透過標準的紡織製作方法以聚合物材料製成，或者使用雷射或超音波將聚合塑料條黏合在一起。
地工格栅在地工織物中主要負責加固的部分，在土壤受到兩個或三個以上的方向受力時可以有良好的抵抗力，使土壤不易變形。
地工格網[编辑]
地工格網(Geonets)屬於地工合成材料領域的另一個部分。跟先前提到的地工格柵比起來，地工格網的間距通常較小，且編織形狀為菱形（與地工格栅的長方形不同）。
此產品是兩個或以上聚合塑料條黏合編織而成，形成類似漁網的結構。最常見的類型有雙平面或三平面兩種。
另外，還有許多不同類型的形狀可供選擇。例如有表面針狀，凹坑或加裝塑料尖頭的聚合物材料，由聚合物纖維製作的三維地工格網可以用於需要排水的土壤區等。
地工膜[编辑]
地工膜屬於地工合成材料的另一個領域，其平均銷售額甚至大於地工織物。大約1980年代，美國和德國受到當時頒布的固體垃圾掩埋場的政府法規的刺激，而使此產品的銷售有大幅度的提升。這些材料本身是相對較薄、不透水的聚合物塑料布，主要用於隔離的材料。例如垃圾掩埋場的地面，為防止垃圾中的有毒物質進入土染造成生態災害，需要在掩埋處的地面加設地工膜。
地工膜除了用於垃圾掩埋場，也可用於地面蓄水池、運河或其他设施。此產品主要功能也可以作為防止蒸氣外漏的屏障（例如用於防止水庫蒸發量過大時）。其應用範圍很大，除了環境領域外，在土木、交通、水利和私人開發工程（如水廠養殖、農業、採礦等）方面的應用也在迅速增長。
地工皂土毯[编辑]
地工皂土毯（縮寫為GCL）是聚合物材料和天然土壤的合成。此產品是工廠制造的膨潤土，夾在兩塊地工布之間或黏合在地工膜上。而結合的方法可以透過針刺、縫合或黏合而成。 GCL 常加工於地工膜下。
地工泡沫塊[编辑]
地工泡棉塊是一種聚合物，透過將聚苯乙烯加工成由許多充滿閉合孔隙的大型海綿。 地工泡沫塊的性質類似未膨脹的聚合材料。 體積大但重量極輕並具有高度的承載力，可以並排或分層堆疊，在許多應用中提供輕質填充，例如使用地工泡沫塊代替回填土可以大幅減少運輸成本，也不會有開採問題。
地工格室[编辑]
地工格室（也称為蜂窝限制系统）是三维蜂窝状蜂窝结构，在填充压实土壤时形成限制系统。由聚合材料挤压成条带，通过超声波串联焊接在一起，条带膨胀形成柔性 3D 蜂窝床垫的坚硬（通常有纹理和穿孔）壁。充满土壤，通过细胞与土壤的相互作用创建了一个新的复合实體。细胞限制减少了土壤颗粒的横向运动，从而保持压实并形成坚硬的床垫，将负载分布在更广泛的区域。由先进聚合物制成的地工格室传统上用于斜坡保护和土保持应用，现在越来越多地采用用于长期道路和铁路荷载支撑。更大的地工格室也由坚硬的地工织物缝制成類似但更大的单元格，用于保护掩體和墙壁。
地工复合材料[编辑]
地工复合材料由工厂制造的地工织物、地工格栅、地工网和/或地工膜的组合组成。此外，这四种材料中的任何一种都可以与另一种合成材料（例如变形塑料片或钢缆）甚至与土壤结合。例如，两个表面都有地工织物的地工网或地工间隔物以及由地工织物/膨润土/地工织物夹层组成的 GCL 都是地工复合材料。这一特定类别激发了工程师和制造商的最佳创造性努力。应用领域众多且不断增长。主要功能涵盖了前面讨论的地工合成材料的全部功能：分离、加固、过滤、排水和遏制。
需求與生產[编辑]
| 地区 | 2007年 | 2012年 | 2017年 |
|---|---|---|---|
| 北美 | 923 | 965 | 1300 |
| 西欧 | 第668章 | 615 | 第725章 |
| 亚太 | 第723章 | 1200 | 2330 |
| 中美洲和南美洲 | 124 | 160 | 220 |
| 东欧洲 | 248 | 305 | 405 |
| 非洲/中东 | 115 | 155 | 220 |
| 全部的 | 2801 | 3400 | 5200 |
參考[编辑]
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Müller, W. W.; Saathoff, F. Geosynthetics in geoenvironmental engineering. Science and Technology of Advanced Materials. 2015, 16 (3): 034605. Bibcode:2015STAdM..16c4605M. PMC 5099829
. PMID 27877792. doi:10.1088/1468-6996/16/3/034605.
- ^ Koerner, R. M. Designing With Geosynthetics 6th. Xlibris Publishing Co., 914 pgs. 2012.
